NAR (Punica granatum L.) KABUK ve ÇEKİRDEKLERİNİN ANTİOKSİDAN KAPASİTELERİNİN BELİRLENMESİ
Gülşah OKUMUŞ
T.C.
ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
NAR (Punica granatum L.) KABUK ve ÇEKİRDEKLERİNİN ANTİOKSİDAN KAPASİTELERİNİN BELİRLENMESİ
Gülşah OKUMUŞ
Doç. Dr. Arzu AKPINAR BAYİZİT (Danışman)
YÜKSEK LİSANS TEZİ
GIDA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
BURSA-2016
ÖZET Yüksek Lisans Tezi
NAR (Punica granatum L.) KABUK ve ÇEKİRDEKLERİNİN ANTİOKSİDAN KAPASİTELERİNİN BELİRLENMESİ
Gülşah OKUMUŞ
Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı
Danışman: Doç. Dr. Arzu AKPINAR BAYİZİT
Nar (Punica Granatum L.), Lythraceae familyasının Punica cinsine ait çok yıllık bir bitkidir. Dünya üzerinde besinsel ve tıbbi özellikleri ile pek çok kültürün önemli bir parçası olan nar, bilinen en eski meyvelerden biridir. Nar, taze meyve olarak tüketilmesinin yanı sıra nar suyu ve ülkemizde nar ekşisine işlenmektedir. Nar meyvesinin nar suyu ve diğer nar ürünlerine işlenmesi sırasında önemli miktarda nar atık ve yan ürünleri (nar çekirdeği, kabuğu, çiçeği vs) oluşmaktadır. Atık olarak kabul edilmesine rağmen nar meyve ve ağacının yenilemeyen bölümlerinden elde edilen ekstraktların antioksidatif ve antiproliferatif özellikleri ile önemli sağlık yararları olduğu bilinmektedir. Bu özelliklerden başta elajitanenler olmak üzere polifenoller sorumlu tutulmaktadır. Mevcut çalışmanın amacı, “Wonderful” ve “Hicaznar” türlerine ait nar suyu ve yan ürünlerinin (kabuk ve çekirdek) toplam fenolik madde miktarları ve antioksidan kapasitelerini belirlemektir. Çalışmada antioksidan kapasitesi, metanolik ekstraklar kullanılarak DPPH (2,2-difenil-1-pikrilhidrazil) serbest radikal süpürme aktivitesi ve FRAP (Demir iyonu indirgeyici antioksidan güç) metodu ile belirlenmiştir.
“Wonderful” ve “Hicaznar” türlerinden elde edilen nar suyu, nar kabuğu ve nar çekirdeğinin antioksidan aktiviteleri DPPH metodu ile sırasıyla 7,58±0,02-7,4±0,04 mmol TE (Troloks eşdeğeri)/L nar suyu, 2,76±0,03-3,41±0,04 mmol TE/g ekstrakt ve 0,25±0,00-0,29±0,00 mmol TE/g ekstrakt olarak; FRAP metodu ile sırasıyla 7,50±0,05- 6,98±0,06 mmol TE/L nar suyu, 5,02±0,01-7,39±0,03 mmol TE/g ekstrakt ve 0,14±0,00-0,19±0,00 mmol TE/g ekstrakt olarak belirlenmiştir. Nar suyu, nar kabuğu ve nar çekirdeği örneklerinin toplam fenolik madde miktarları ise sırasıyla 1428,1±8,25- 1156,67±10,91 mg GAE (Gallik asit eşdeğeri)/L nar suyu, 371,78±1,26-440,34±1,94 mg GAE/g ekstrakt, 43,71±0,22-54,66±0,18 mg GAE/g ekstrakt olarak saptanmıştır. Bu sonuçlara göre nar suyu, kabuğu ve çekirdeğinin yüksek fenolik içeriğine paralel olarak ekstraktlarının önemli antioksidan aktiviteye sahip olduğu görülmüştür.
Anahtar Kelimeler: Nar, antioksidan aktivite, toplam fenolik madde, nar yan ürünleri.
2016, x + 121 sayfa.
ABSTRACT MSc Thesis
DETERMINATION of ANTIOXIDANT CAPACITY of POMEGRANATE (Punica granatum L.) PEEL and SEEDS
Gulsah OKUMUS
Uludağ University
Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Food Engineering
Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Arzu AKPINAR BAYIZIT
Pomegranate (Punica Granatum L.), belongs to Punica genus of Lythraceae family, is a perennial plant. It is one of the ancient fruits associated with several human cultures of the world with nutritional and medicinal properties. Pomegranate is widely consumed as fresh fruit as well as processed products such as pomegranate juice and pomegranate syrup in our country. During processing of pomegranate juice and other products significant amounts of wastes and by-products (seeds, peels, flowers) are generated.
Although considered as waste, extracts of inedible pomegranate sections and tree organs are well known for their health beneficial properties that include antioxidative and anti- proliferative activities. Polyphenols and especially ellagitanins (ETs) are suggested as responsible for these properties. The aim of the present study was to evaluate total phenolic contents and antioxidant capacities of pomegranate juice and by-products (seed and peel) from “Wonderful” and “Hicaznar” cultivars. Antioxidant activity of methanolic extracts were determined by both DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) free radical scavenging activity and the ferric reducing antioxidant power (FRAP) assays. Antioxidant activities of pomegranate juice, peel and seed, determined by DPPH method were 7,58±0,02-7,4±0,04 mmol TE (Trolox equivalent)/L juice, 2,76±0,03- 3,41±0,04 mmol TE/g extract ve 0,25±0,00-0,29±0,00 mmol TE/g extract; determined by FRAP method were 7,50±0,05-6,98±0,06 mmol TE/L nar suyu, 5,02±0,01-7,39±0,03 mmol TE/g ekstrakt ve 0,14±0,00-0,19±0,00 mmol TE/g extract respectively. Total phenolic contents of juice, peel and seed samples were 1428,1±8,25-1156,67±10,91 mg GAE (Gallic acid equivalent)/L juice, 371,78±1,26-440,34±1,94 mg GAE/g extract and 43,71±0,22-54,66±0,18 mg GAE/g extract respectively. Therefore, it seems that the high percentage of phenolic content in the juice, peel and seed of pomegranate could cause the high antioxidant activity of their extracts.
Key Words: Pomegranate, antioxidant activity, total phenolic content, pomegranate by- products.
2016, x + 121 pages.
TEŞEKKÜR
Lisansüstü eğitimim süresince danışmanlığımı üstlenerek yakın ilgi ve desteğini hiçbir zaman esirgemeyen, tez çalışmamın her aşamasında değerli fikirleri ile beni yönlendiren, birlikte çalışmaktan onur duyduğum çok değerli hocam Doç. Dr. Arzu AKPINAR BAYİZİT’e saygı ve teşekkürlerimi sunarım.
Bilgi ve tecrübelerinden yararlandığım, desteklerini esirgemeyen sevgili hocalarım Doç.
Dr. Tülay ÖZCAN, Doç. Dr. Lütfiye YILMAZ ERSAN, Doç. Dr. Ozan GÜRBÜZ ve Doç. Dr. Murat Ali TURAN’a teşekkürlerimi sunarım.
Tezimin yürütülmesi aşamasında ve laboratuvar çalışmalarımda bana yol gösteren, yardımlarını ve desteklerini esirgemeyen değerli hocam Araş. Gör. Elif YILDIZ’a teşekkürlerimi sunarım.
Çalışmamda kullanılan nar örneklerinin temin edilmesini sağlayan Bursa Alara firmasına, Metin KAVAS’a ve Şener KURTULUŞ’a teşekkür ederim.
Hayatım ve tüm eğitim yaşantım boyunca destekleri ve sevgileri ile her zaman yanımda olan, bugünlere gelmemde en büyük emek sahibi sevgili annem Leyla OKUMUŞ’a ve kardeşlerim Bilgen ile Bengisu OKUMUŞ’a sonsuz sevgi, saygı ve şükranlarımı sunarım.
Bana akademik hayatı sevdiren, mesleğine duyduğu sevgisi ve başarıları ile her zaman örnek aldığım, her ne kadar bugünleri göremese de manevi varlığını ve desteğini her zaman hissettiğim canım babam Prof. Dr. İbrahim OKUMUŞ’a sonsuz sevgi ve teşekkürlerimi sunarım.
Gülşah OKUMUŞ Gıda Mühendisi
İÇİNDEKİLER
Sayfa
ÖZET... i
ABSTRACT ... ii
TEŞEKKÜR ... iii
İÇİNDEKİLER ... iv
SİMGELER DİZİNİ... vi
KISALTMALAR DİZİNİ ... vii
ÇİZELGELER DİZİNİ ... ix
ŞEKİLLER DİZİNİ ... x
1. GİRİŞ ... 1
2. KURAMSAL TEMELLER VE LİTERATÜR ÖZETLERİ ... 3
2.1. Antioksidan Mekanizma ve Antioksidan Özellik Gösteren Bileşikler ... 3
2.1.1. Serbest radikaller, oksidatif stres ve antioksidan mekanizma ... 3
2.1.2. Fenolik bileşiklerin antioksidan özellikleri ... 9
2.1.2.1. Fenolik bileşikler ... 9
2.1.2.2. Fenolik bileşiklerin sınıflandırılması ... 11
2.1.2.3. Yapı-Aktivite ilişkisi ... 18
2.1.2.4. Fenolik bileşiklerin biyoyararlanım ve metabolizması ... 20
2.1.2.5. Tarımsal sanayi yan ürünlerinde bulunan fenolik bileşikler ... 22
2.2. Narın Tanımı, Tarihçesi ve Pomolojik Özellikleri ... 25
2.3. Nar Üretim İstatistikleri ... 32
2.4. Narın Değerlendirilme Olanakları ... 35
2.5. Narın Kimyasal Bileşimi ... 37
2.6. Nar Suyu ve Yan Ürünleri ... 48
2.6.1. Nar suyu ... 48
2.6.2. Nar yan ürünleri ... 58
2.6.2.1. Nar çekirdeği ... 59
2.6.2.2. Nar kabuğu ... 62
3. MATERYAL VE YÖNTEM ... 72
3.1. Materyal ... 72
3.1.1. Nar ... 72
3.1.2. Materyallere uygulanan ön işlemler ... 72
3.1.3. Ekstraksiyonların hazırlanması ... 73
3.1.4. Kimyasallar ... 73
3.2. Yöntem ... 73
3.2.1. Toplam fenolik madde analizi ... 73
3.2.2. Antioksidan aktivite tayini ... 75
3.2.2.1. DPPH metodu ile antioksidan aktivite tayini ... 75
3.2.2.2. FRAP metodu ile antioksidan aktivite tayini ... 77
3.2.3. İstatistiki analiz ... 78
4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA ... 79
4.1. Nar Suyu ve Yan Ürünlerinin Toplam Fenolik Madde Miktarları ... 79
4.1.1. Nar suyunun toplam fenolik madde miktarı ... 79
4.1.2. Nar yan ürünlerinin toplam fenolik madde miktarları ... 80
4.2. Nar Suyu ve Yan Ürünlerinin Antioksidan Aktiviteleri ... 82
4.2.1. Nar suyu ve yan ürünlerinin DPPH metodu ile antioksidan aktiviteleri ... 83
4.2.1.1. Nar suyunun DPPH metodu ile antioksidan aktivitesi ... 83
4.2.1.2. Nar yan ürünlerinin DPPH metodu ile antioksidan aktiviteleri ... 84
4.2.2. Nar suyu ve yan ürünlerinin FRAP metodu ile antioksidan aktiviteleri ... 85
4.2.2.1. Nar suyunun FRAP metodu ile antioksidan aktivitesi ... 85
4.2.2.2. Nar yan ürünlerinin FRAP metodu ile antioksidan aktiviteleri ... 86
5. SONUÇ ... 89
KAYNAKLAR ... 90
ÖZGEÇMİŞ ... 121
SİMGELER DİZİNİ Simgeler
ºC
% p<0,01 pH µ nm mm m µg mg g kg µL mL L µmol mmol M µM mM NaCl H2O2
O2
OH CCl4
CuSO4
mL/g µg/g mg/g mg/100g g/100g mg/kg g/kg µg/mL g/mL mg/100 mL g/100 mL mg/L g/L µmol/g mmol/g µmol/L mmol/L v/v
Açıklamalar Celsius Derecesi Yüzde
Yüzde Birlik Önem Seviyesine Göre Hidrojen Konsantrasyonu
Mikron Nanometre Milimetre Metre Mikrogram Miligram Gram Kilogram Mikrolitre Mililitre Litre Mikromol Milimol Molar Mikromolar Milimolar Sodyum klorür Hidrojen Peroksit Oksijen
Hidroksil
Karbontetraklorür Bakır sülfat Gramda Mililitre Gramda Mikrogram Gramda Miligram 100 Gramda Miligram 100 Gramda Gram Kilogramda Miligram Kilogramda Gram Mililitrede Mikrogram Mililitrede Gram
100 Mililitrede Miligram 100 Mililitrede Gram Litrede Miligram Litrede Gram Gramda Mikromol Gramda Milimol Litrede Mikromol Litrede Milimol Hacim/Hacim
KISALTMALAR DİZİNİ Kısaltmalar
AB ABD FAO
EUROSTAT BATEM TÜİK MEYED SSCB ROT RAT SOR SOD GSH-Px CAT LPH SAR/YAİ LPH ZFAS SÇKM TA Bx KM CLA CLNA MÖ MS TE GAE DPPH TEAC FRAP ORAC CAA ABTS ETs PUFAs
Açıklamalar Avrupa Birliği
Amerika Birleşik Devletleri
Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü Avrupa Birliği İstatistik Ofisi
Batı Akdeniz Tarımsal Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü
Türkiye İstatistik Kurumu Meyve Suyu Endüstrisi Derneği Sovyet Sosyalist Cumhuriyetler Birliği Reaktif Oksijen Türleri
Reaktif Azot Türleri
Serbest Oksijen Radikalleri Süperoksit Dismutaz Glutatyon Peroksidaz Katalaz
Laktaz Florizin Hidrolaz
Structure-Activity Relationships/Yapı- Aktivite İlişkisi
Laktaz Florizin Hidrolaz Zeytinyağı Fabrikası Atık Suyu Suda Çözünür Kurumadde Titrasyon Asitliği
Briks Kurumadde
Konjuge Linoleik Asit Konjuge Linolenik Asit Milattan Önce
Milattan Sonra Troloks Eşdeğeri Gallik Asit Eşdeğeri 1,1-difenil-2-pikrilhidrazil
Trolox Equivalent Antioxidant Capacity (Troloks Eşdeğeri Antioksidan Kapasitesi) Ferric Reducing Antioxidant Power (Demir İndirgeyici Antioksidan Güç)
Oxygen Radical Absorbance Capacity (Oksijen Radikali Absorbe Kapasitesi) Cellular Antioxidant Activity (Hücresel Antioksidan Aktivite)
2,2’-azino-bis(3-etilbenzotiazolin-6- sulfonik asit)
Ellagitannins
Polyunsaturated Fatty Acids (Çoklu Doymamış Yağ Asitleri)
SGLT1 MRP KE S3gE TAE MPM PBP CPSO PPE PPJ PJ EA C h TA PVPP PPO BHT LDL HDL HDPE IC50
EC50
DAFB FC TFM
Sodium-Glucose Linked Transporter (Aktif Şeker Taşıyıcı)
Multidrug Resistance Protein (İlaca Dayanıklı Protein)
Kateşin Eşdeğeri
Siyanidin-3-glikozit Eşdeğeri Tannik Asit Eşdeğeri
Mouse Peritoneal Macrophages (Fare Periton Makrofajları)
Pomegranate By-Products (Nar Yan Ürünleri)
Cold Pressed Seed Oil
Pomegranate Peel Extract (PPE)
Pomegranate Pulp Juice (Nar Pulpundan Yapılmış Nar Suyu)
Pomegranate Juice (PJ) Elajik Asit
Chroma (Renk Yoğunluğu) Hue (Renk Tonu Açısı) Titrasyon Asitliği
Polivinilpirolidon Polifenol Oksidaz
Butylated Hydroxytoluene (Bütillenmiş Hidroksi Toluen)
Low Density Lipoprotein (Düşük Yoğunluklu Protein)
High Density Lipoprotein (Yüksek Yoğunluklu Protein)
High Density Polyetylene (Yüksek Yoğunluklu Polietilen)
Half Maximal Inhibitory Concentration (Maksimum İnhibitör Konsantrasyonunun Yarısı)
Half Maximal Effective Concentration (Maksimum Etki Konsantrasyonunun Yarısı)
Days After Full Bloom (Çiçeklenmeden sonra geçen gün sayısı)
Folin-Ciocaltue
Toplam Fenolik Madde
ÇİZELGELER DİZİNİ
Sayfa
Çizelge 2.1. Enerji metabolizması sırasında oluşan bazı serbest radikaller ... 4
Çizelge 2.2. Eksojen ve endojen kaynaklı antioksidanların sınıflandırılması ... 7
Çizelge 2.3. Organizmada bulunan temel antioksidan savunma sistemleri ... 8
Çizelge 2.4. Hidroksisinamik asit ve hidroksibenzoik asit gruplarının kimyasal yapıları... 13
Çizelge 2.5. Ülkemizde yetiştirilen bazı nar çeşitlerinin pomolojik sınıflandırılması ... 32
Çizelge 2.6. Bazı ülkelerin nar üretim ve ihracat bilgileri ... 33
Çizelge 2.7. Nar meyvesinin kimyasal bileşimi ... 39
Çizelge 2.8. Farklı nar türlerinin mineral madde içeriği ... 41
Çizelge 2.9. Farklı olgunluk aşamalarında nar suyu ve çekirdeğine ait kül oranları (%) ve mineral içeriği (mg/100 g) ... 42
Çizelge 2.10. Nar meyvesi ve ağacının kısımları ve fitokimyasal içeriği ... 43
Çizelge 2.11. Farklı nar çeşitlerinde belirlenen toplam fenolik, antosiyanin ve antioksidan bileşenleri ... 44
Çizelge 2.12. Nar suyunun kimyasal bileşimi ... 48
Çizelge 2.13a. Farklı çeşitlere ait nar sularının kimyasal özellikleri ... 49
Çizelge 2.13b. Farklı çeşitlere ait nar sularının L, a, b, renk değerleri, renk yoğunluğu (c) ve renk tonu açısı (h) ... 50
Çizelge 2.14. “Bhagwa” çeşidi narın farklı olgunlaşma aşamalarına ait bazı kimyasal özellikleri... 51
Çizelge 2.15. Nar sularının bazı bileşim öğeleri ve özellikleri ... 52
Çizelge 2.16. Nar türlerinin antosiyanin içerikleri (mg/L) ... 54
Çizelge 2.16. Nar türlerinin antosiyanin içerikleri (mg/L) (devam) ... 55
Çizelge 2.17a. Ticari nar sularının organik asit ve şeker içeriği ... 57
Çizelge 2.17b. Ticari nar sularının toplam fenolik içerikleri ve antioksidan aktiviteleri ... 57
Çizelge 2.18. Bazı meyve sularının mineral madde içeriği (mg) ... 58
Çizelge 2.19. Nar kabuğu ekstraktının polifenolik bileşikleri ve toplam fenolik madde (TFM) içeriği ... 64
Çizelge 2.20a. Güney Afrika’da yetişen yedi farklı nar çeşidine ait metanolik kabuk ekstraktlarının fenolik içeriği ... 65
Çizelge 2.20b. Güney Afrika’da yetişen yedi farklı nar çeşidine ait metanolik kabuk ekstraktlarının antioksidan aktivitesi... 65
Çizelge 2.21. Nar pulpu ve kabuk ekstraktında bulunan antioksidan bileşikler ... 66
Çizelge 2.22. Nar kabuğu ekstraktlarının antioksidan aktiviteleri ... 66
Çizelge 3.1. “Wonderful” ve “Hicaznar” çeşitlerinin alındığı bölgeler ... 72
Çizelge 4.1. Nar suyu örneklerinin toplam fenolik madde miktarı (mg GAE/L örnek). 79 Çizelge 4.2. Nar kabuğu ve nar çekirdeği örneklerinin toplam fenolik madde miktarı (mg GAE/g ekstrakt). ... 80
Çizelge 4.3. Nar suyu örneklerinin antioksidan aktiviteleri (mmol TE/L örnek) ... 85
Çizelge 4.4. Nar kabuğu ve nar çekirdeği örneklerinin antioksidan aktiviteleri (mmol TE/g ekstrakt) ... 87
ŞEKİLLER DİZİNİ
Sayfa
Şekil 2.1. Serbest radikallerin hücre üzerine etkisi ... 3
Şekil 2.2. Serbest radikallerin oluşumuna etki eden faktörler ... 5
Şekil 2.3. Oksidatif stresin hücre üzerine etkisi ... 6
Şekil 2.4. Fenolik bileşiklerin sınıflandırılması ... 12
Şekil 2.5. Flavonoidlerin temel yapısı ve bazı bileşenleri ... 14
Şekil 2.6. Flavonoidlerin kimyasal yapısı ... 14
Şekil 2.7. Tanenlerin sınıflandırılması ... 15
Şekil 2.8. Epikateşin ve kateşin ünitesinden oluşan proantosiyanidin B2 ... 16
Şekil 2.9. Tannik asidin kimyasal yapısı ... 17
Şekil 2.10. Punikalajin A ve B izomerleri ... 18
Şekil 2.11. 2000-2015 yılları arası “Nar” üzerine yapılan “Web of Science” kapsamındaki yayın sayıları ... 28
Şekil 2.12. Ülkemizde yıllara göre nar üretim miktarları ... 34
Şekil 2.13. Nar kabuğunda bulunan bazı bileşenlerin kimyasal yapıları ... 63
Şekil 2.14. Nar kabuğunun fonksiyonel özellikleri ... 67
Şekil 3.1. Toplam fenolik bileşen miktarı hesaplamasında kullanılan gallik asit kalibrasyon grafiği ... 74
Şekil 3.2. DPPH metodu antioksidan aktivite tayini hesaplamasında kullanılan kalibrasyon grafiği ... 76
Şekil 3.3. FRAP yöntemi ve kromoforu [Fe(II)(TPTZ)2] ... 77
Şekil 3.4. FRAP metodu antioksidan aktivite tayini hesaplamasında kullanılan kalibrasyon grafiği ... 78
1. GİRİŞ
Yapay (sentetik) antioksidanlar gıda maddelerinin kalite özellikleri ve besin değerleri korunarak depolama sürelerinin uzatılması amacıyla uzun yıllardır gıda katkı maddesi olarak kullanılmaktadır. Ancak toksik ve karsinojenik etkilerinin olabileceği düşünülerek kullanımlarına sınırlama ya da yasaklama getirilmektedir (Decker ve ark.
2010). Bu nedenle son yıllarda yapılan çalışmalar geniş bir çeşitlilik gösteren bitkisel kaynaklardan ucuz, yenilebilir ve güvenilir antioksidanlar ile antimikrobiyel özellikteki bileşiklerin elde edilmesi üzerine yoğunlaşmaktadır (Dimitrios 2006, Gutiérrez- Larraínzar ve ark. 2012, Koolen ve ark. 2013, Movileanu ve ark. 2013).
Gıda endüstrisi çevre sorunlarına yol açabilecek işleme atık ve yan ürünlerini (sap, saman, yaprak, kabuk, çekirdek vs) önemli miktarda oluşturmaktadır. Atık değerlendirme genel olarak atık malzemelerin kirlilik yükünü azaltan ve yeni, doğal ürünlerin geliştirilmesi için olanak sağlayan atık yönetimlerinden biri olarak kabul edilmektedir. Bu atık malzemeleri ilaç, gıda ve kozmetik sanayiinde çok yüksek potansiyele sahip maddelerin önemli bir kaynağını oluşturmakta, ayrıca atıkların biyoüretim ve geri kazanımı için proseslerin geliştirilmesi tarım-gıda sektöründe ve dolayısıyla olumlu çevresel etkileri bakımından ekonomik fayda sağlamaktadır (Schieber ve ark. 2001, Laufenberg ve ark. 2003, Montgomery 2004).
Tarımsal atık ve yan ürünler, antimikrobiyel ve antioksidan aktivite gösteren, sağlık üzerine birçok olumlu etkiye sahip biyoaktif bileşenlerce zengindir. Yüksek oranda karotenoid, tokoferol, flavonoid ve askorbik asit gibi antioksidan bileşen içeren meyve sebze sanayii atıkları, gıda, kozmetik ve ilaç endüstrisinde sentetik antioksidanların yerine değerlendirilmektedir (Duda-Chodak ve Tarko 2007, El-Baroty ve ark. 2014).
Özellikle elma, turunçgiller, nar, patates, domates, havuç, biber, soğan, sarımsak, brokoli, karnabahar, lahana, kereviz, soya fasulyesi, siyah üzüm, zeytin, bitkisel çaylar, baharat ve otlar, baklagiller, sert kabuklu yemişler, tahıllar gibi tarımsal ürünlerin işlenmesinden elde edilen yan ürünler, potansiyel antioksidan kaynağı olarak düşünülmektedir (Karpińska ve ark. 2001, Cheng ve ark. 2007, Aktaş ve ark. 2013).
Dünya genelinde nar suyunun tüketim ve pazarlaması hızlı bir şekilde artmakta ve nar en popüler fonksiyonel gıdalar arasında gösterilmektedir. Ayrıca, nar suyu ya da
türevlerinin gıda maddelerinde renklendirici ve aroma arttırıcı olarak kullanımı da nar üretiminin artmasına neden olmaktadır (Al-Maiman ve Ahmad 2002). Kanser, kalp- damar hastalığı, diyabet, Alzheimer, artrit ve kolit gibi rahatsızlık ve hastalıkların önlenmesi ve tedavisi gibi sağlık üzerine olumlu etkilerinden dolayı hem tüketiciler hem de araştırmacılar tarafından nar ve nar ürünlerine olan ilgi gün geçtikçe artmaktadır (Fuhrman ve ark. 2005, Jurenka 2008, Viuda-Martos ve ark. 2010, Landete 2011).
Bununla birlikte narın, gıda sanayinde işlenerek başta ticari nar suyu olmak üzere çeşitli katma değerli ürünler halinde yurtiçinde ve yurtdışında pazarlanması ülkemiz ekonomisi açısından da önem taşımaktadır.
Hızla büyüyen ve gelişen nar suyu ve diğer nar ürünleri işleme sanayilerine paralel olarak önemli miktarda nar atık ve yan ürünleri de üretilmektedir. Nar üretiminde önemli bir yere sahip olan ülkemizde, ekonomik değeri olan ve beslenme bilincinin gelişmesine paralel olarak sağlık üzerinde olumlu etkileri bilimsel çalışmalarla ortaya konulan bu tip ürünlerin değerlendirme yöntemlerinin belirlenmesine yönelik araştırmalara ihtiyaç duyulmaktadır. Antioksidan, antienflamatuar ve antienfektif aktiviteleri göz önüne alındığında, nar meyvesinin yenmeyen kısmının nar suyuna kıyasla nutrasötik olarak daha aktif olduğu düşünülmektedir. Bu özellikler dikkate alındığında antik çağlardan günümüze kadar ilaç, boya, kozmetik gibi birçok alanda kullanılan nar meyvesinin kabuk ve çekirdek kısımları, zengin antioksidan ve fenolik bileşen içeriğinden dolayı önemli bir katkı maddesi olarak ilaç, gıda ve kozmetik endüstrisinde giderek önem kazanmaktadır (Rosenblat ve ark. 2006, Sestili ve ark.
2007, Lee ve ark. 2010, Mo ve ark. 2013, Neyrinck ve ark. 2013, da Silva ve ark. 2014).
Yürütülen çalışma kapsamında antioksidan potansiyelinin olduğu çeşitli araştırmacılar tarafından belirtilen nar işleme sanayi yan ürünlerinin fenolik bileşik içeriği ve bunların neden olduğu toplam antioksidan kapasitenin belirlenmesi amaçlanmıştır. Biyoaktif bileşenlerce zengin ve önemli sağlık yararlarının olduğu düşünülen nar kabuk ve çekirdeğinin özelliklerinin bilinmesi ve kullanımının artması ile gıda, tıp ile farmakoloji alanında yapılacak diğer çalışmalara ışık tutulması hedeflenmektedir.
2. KURAMSAL TEMELLER VE LİTERATÜR ÖZETLERİ
2.1. Antioksidan Mekanizma ve Antioksidan Özellik Gösteren Bileşikler 2.1.1. Serbest radikaller, oksidatif stres ve antioksidan mekanizma
Canlıların yaşamsal faaliyetlerini sürdürebilmek için ihtiyaç duydukları kimyasal ve ısı enerjisi; glikoz, yağ asitleri gibi karbon ve hidrojen atomlarınca zengin moleküllerin oksidasyonu ile elde edilmektedir. Oksijen biyolojik hayatın devamlılığı için vazgeçilmez olmakla birlikte, metabolizmada kullanımı sırasında yapısında oksijen bulunan serbest radikaller oluşmaktadır. Bu radikallere “reaktif oksijen/azot türleri (ROT/RAT)” denilmektedir (Çizelge 2.1; Liochev 2013, Lushchak 2014).
Serbest radikaller metabolik işleyişin doğal bir yan ürünü olup elektron transferi, enerji üretimi gibi metabolik işlevlerde önemli rol oynamaktadır. Ancak yüksek reaktif özelliğe sahip olan bu radikaller, zincir reaksiyonu kontrolsüz bir davranış gösterdiğinde hücre membranına ve hücre yapısında bulunan lipid, protein, enzim, karbonhidrat ile nükleik asit gibi biyomoleküllere zarar vermektedir (Şekil 2.1; Altınışık 2000, Zempleni ve Dakshinamurti 2005).
Şekil 2.1. Serbest radikallerin hücre üzerine etkisi
Çizelge 2.1. Enerji metabolizması sırasında oluşan bazı serbest radikaller
RADİKAL OLANLAR RADİKAL OLMAYANLAR
Nitrik oksit (NO•) Nitröz asit (HNO2) Azot dioksit (NO2•) Nitrozil katyonu (NO+)
Nitroksil anyonu (NO-)
AZOT
Diazot tetroksit (N2O4) Diazot trioksit (N2O3) Peroksi nitrit (ONOO-) Peroksi nitröz asit (ONOOH) Nitronyum katyonu (NO2+) Süperoksit (O2•-) Alkil peroksinitritler (ROONO) Hidroksil (OH•) Hidrojen peroksit (H2O2)
OKSİJEN
Peroksil (RO2) Hipokloröz asit (HOCl)
Alkoksil (RO•) Hipobromöz asit (HOBr)
Hidroperoksil (HO2•) Ozon (O3)
Singlet Oksijen (1O2)
Serbest radikaller; organizmada normal metabolizma sırasında meydana gelen oksidasyon ve redüksiyon reaksiyonları gibi endojen faktörler ya da stres, virüsler, enfeksiyon, çeşitli kimyasal maddeler, pestisitler, ilaç toksikasyonları, iyonize ve ultraviyole radyasyon, hava kirliliği, sigara dumanı ve çevresel faktörler gibi ekzojen faktörler sonucunda oluşmaktadır (Şekil 2.2; Altınışık 2000, Pham-Huy ve ark. 2008).
Bu faktörlerden dolayı çevrede ve hücresel koşullarda devamlı bir radikal oluşumu söz konusudur. Serbest radikaller kovalent bağların homolitik kırılması, normal (radikal özelliği bulunmayan) bir molekülün elektron kaybetmesi ve normal bir moleküle tek bir
elektron transferi olmak üzere üç temel yolla oluşmaktadır. Biyolojik sistemlerde serbest radikaller en fazla elektron transferi sonucu oluşurlar. Biyolojik sistemlerde en önemli radikaller, serbest oksijen radikalleri (SOR) olup C, N, S türevi olan radikaller ve inorganik moleküller de bulunmaktadır (Akkuş 1995, Onat ve ark. 2002).
Şekil 2.2. Serbest radikallerin oluşumuna etki eden faktörler
Serbest radikaller oksijen, demir ve kükürt içeren yükseltgenme-indirgenme enzimleri ve flavoproteinlerin etkisi ile süperoksit radikaline indirgenmektedir. Oldukça aktif ve hücrede hasara sebep olan süperoksit radikali süperoksit dismutaz (SOD) enzimi katalizörlüğünde hidrojen perokside (H2O2) ve oksijene (O2) dönüşerek radikallerin etkisini azaltmaktadır. Hidrojen peroksit ise, hücrelerdeki katalaz (CAT) ya da glutatyon peroksidaz (GSH-Px) gibi enzimler ile oksijen molekülü ve su gibi zararsız maddelere dönüştürülerek etkisiz hale getirilmektedir (Mates 2000).
SOD
2O2- + 2H+ O2 + H2O2 katalaz
2H2O2 2H2O+O2
Normal koşullar altında serbest radikallerin oluşumu ve yıkımı hücre içinde düzenlenmektedir. Bununla birlikte vücudun savunma mekanizması bazı durumlarda radikallere karşı yetersiz kalmakta ve “oksidatif stres” olarak adlandırılan durum ortaya çıkmaktadır. Oksidatif stresin yaşlanma, kanser, kalp-damar hastalıkları, akciğer
hastalıkları, diyabet ve katarakt gibi birçok hastalığa yol açabildiği ifade edilmektedir (Şekil 2.3; Khansari ve ark. 2009, Reuter ve ark. 2010, Hybertson ve ark. 2011).
Şekil 2.3. Oksidatif stresin hücre üzerine etkisi
Nem, ısı, ışık, metaller ve enzimler ile katalizlenen oksidatif reaksiyonlar ya da kimyasal süreçler sonucu gıda maddelerinin üretim ve muhafazası sırasında besin değeri kayıplarının yanı sıra, yağlarda acılaşma ve renk değişimleri gibi istenmeyen reaksiyonlara neden olan serbest radikallerin oluşumu da gözlenmektedir (Aruoma 1994, Lobo ve ark. 2010, Zoral ve Turgay 2014).
“Antioksidan” ya da “yükseltgenmeyi önleyen” maddeler, canlı hücrelerinde ya da gıdalarda serbest radikallerden kaynaklanan oksidasyon süreçlerini engelleyen ya da geciktiren bileşenler olarak tanımlanmaktadır. Antioksidanlar, oksidanların biyolojik hedeflerle reaksiyona girmesini, radikal zincir reaksiyonları oluşturmalarını ya da oksijenin oldukça reaktif ürünlere dönüşmesini önleyerek serbest radikallerin vereceği hasarı en aza indirmeye çalışmaktadır. Antioksidan bileşenler, hidrojen atomu vericisi olarak serbest radikallerle reaksiyona girmekte ve serbest radikaller antioksidan radikaline ya da düşük reaktiviteli radikallere dönüşerek lipid ve diğer biyomoleküllerle
reaksiyona girme yeteneğini kaybetmektedir (Madhavi ve ark. 1996, Bagchi ve Puri 1998, Kris-Etherton ve ark. 2002, Azzi ve ark. 2004, Fernandez-Panchon ve ark. 2008, Meral ve ark. 2012). Bu bileşenler gıda kökenli antioksidanlar (C vitamini, E vitamini, karotenoidler, lipoik asit), antioksidan enzimler (SOD, glutatyon peroksidaz, glutatyon redüktaz), metal bağlayıcı proteinler (ferritin, albümin, laktoferrin, seruloplazmin) ve bitkilerde yaygın şekilde bulunan çeşitli antioksidan fitonutrientlerdir (Becker 2004).
Antioksidan etki mekanizması temel olarak aşağıdaki gibi gösterilebilir.
Başlama: ROO. + AH → ROOH + A.
Gelişme: ROO. + A. → ROOA Sonlanma: A. + A. → A-A
Antioksidanlar kaynaklarına göre “endojen (doğal)” ve “ekzojen” antioksidanlar olarak gruplandırılabilmektedir (Çizelge 2.2). Endojen antioksidanlar, etki mekanizmalarına göre enzimatik ve enzimatik olmayan (non-enzymatic) antioksidanlar olarak iki ana grup altında toplanmaktadır. Ekzojen antioksidanlar ise vücuda sadece beslenme yoluyla alınan antioksidanlar olup vitaminler ve ilaç antioksidanları olarak sınıflandırılmaktadır (Halliwell ve Auroma 1991, Akkuş 1995, Aslan ve ark. 1995, Madi ve ark. 1999, Ratnam ve ark. 2006).
Çizelge 2.2. Ekzojen ve endojen kaynaklı antioksidanların sınıflandırılması
Ekzojen Kaynaklı Antioksidanlar Endojen Kaynaklı Antioksidanlar Vitamin Antioksidanlar
Vitamin E (α-tokoferol) ß-karoten
Vitamin C (askorbik asit) Koenzim Q (ubikinon) İlaç Antioksidanlar
Allopurinol, oksipurinol, pterin aldehit, tungsten
Adenozin, lokal anastezikler, kalsiyum kanal blokerleri, nonsteroid antienflamatuarlar Trolox-C
Ebselen, asetilsistein Mannitol
Desferroksamin Demir şalatörleri
Enzimatik Antioksidanlar Süperoksit Dismutaz (SOD) Glutatyon Peroksidaz (GSH-Px) Glutatyon Redüktaz
Glutatyon S-Transferaz (GST) Katalaz
Mitokondriyal Sitokrom Oksidaz Enzimatik Olmayan Antioksidanlar
Lipit Fazda Bulunanlar ß-karoten, α-tokoferol
Sıvı Fazda Bulunanlar (hücre sitozolü ya da kan plazmasında) Melatonin, seruloplazmin, transferrin, laktoferrin, glutatyon (GSH), sistein, ürik asit, glikoz, albumin ve bilirubin
Vücudumuzdaki antioksidan savunma sisteminde yer alan başlıca elemanlar ise;
enzimler, metal iyonlarını bağlayan proteinler ve suda ve yağda çözünen radikal tutucularıdır (Çizelge 2.3; Halliwell 1994, Percival 1998).
Antioksidanlar hidrojen atomu verme eğilimine sahip kimyasal bileşenlerdir.
Böylelikle, birincil radikalleri radikal olmayan türlere çevirerek, okside olmuş antioksidan radikallere dönüşürler. Hidrojenini vererek antioksidan radikali oluşturan antioksidanlar, lipidlerle reaksiyona girme yeteneğini kaybetmektedir. Antioksidanların molekül yapısı sadece hidrojen atomu verme açısından değil, aynı zamanda radikallerin aktifliğini azaltarak lipidler ile reaksiyona girmesini engellemesi açısından da oldukça uygundur (Madhavi ve ark. 1996).
Çizelge 2.3. Organizmada bulunan temel antioksidan savunma sistemleri Radikal Tutucular
Enzimler Yağda
Çözünenler
Suda Çözünenler Metal İyonlarını Bağlayan Proteinler Süperoksit
dismutaz
E vitamini C vitamini Ferritin
Katalaz ß-karoten Glutatyon Transferrin
Glutatyon peroksidaz
Bilirubin Ürik asit Laktoferrin
Glutatyon redüktaz Ubikinon Sistein Albümin
Glutatyon S transferaz
Flavonoidler Mannitol Seruloplazmin Glukoz-6-fosfat
dehidrogenaz
Melatonin Miyoglobin
Lipoik asit
Antioksidanlar etki mekanizmalarına göre dört gruba ayrılmaktadır (Habif ve ark. 1997, Young ve Woodside 2001, Taysi ve ark. 2002, Cherubini ve ark. 2005):
1. Süpürücü etki: Yeni radikal oluşumunu engelleme ve oluşan radikalleri zayıf bir moleküle çevirme şeklinde etki göstermektedir. Süperoksit dismutaz, glutatyon peroksidaz, ferritin ve seruloplazmin gibi metal bağlayıcı proteinler bu tür etkiye örnektir.
2. Baskılama etkisi: Flavonoidler, α-tokoferol, askorbik asit, metiyonin, ürik asit, β- karoten, indirgenmiş glutatyon, mukus gibi oksidanlara bir hidrojen aktararak aktivitelerini inhibe etmektedir.
3. Zincir kırıcı etki: Zincirleme olarak devam etmekte olan reaksiyonları belli aşamalarda kırarak, oksidan etkiyi durdurmaktadır. Bunlara örnek olarak, ürik asit, bilirubin ve albümin verilebilir.
4. Onarıcı etki: Nükleik asitler gibi serbest oksijen radikalleri (SOR) ile yıkılmış biyomolekülleri onarmaktadır. DNA onarım enzimleri ve metiyonin sülfoksit redüktaz bu gruba dâhil edilmektedir.
Bununla birlikte antioksidan aktivite fiziksel faktörler (sıcaklık, oksijen ve konsantrasyon), substrat faktörleri, gıdanın fizikokimyasal durumu gibi çeşitli faktörlere bağlı olarak da değişiklik göstermektedir. Antioksidan aktivite, antioksidan bileşiklerin konsantrasyonunun artması ile artmaktadır. Oksidasyonun yeterli seviyede önlenebilmesi için konsantrasyonun belirli bir kritik değerin üzerinde olması gerekmektedir (Pokorny ve ark. 2001).
Yürütülen epidemiyolojik çalışmalar bu bileşiklerin, özellikle doğal antioksidanların, insan vücudunu reaktif oksijen türlerinin neden olduğu hasarlara karşı koruduğunu, kalp-damar hastalıkları riskini azaltıcı rol oynadığını, dejeneratif ya da yaşla ilgili hastalıkları önlemede yardımcı olduğunu, antibakteriyel, antienflamatuvar ve antikanserojen etki gösterdiğini göstermektedir (Feng ve ark. 2001, Çolak ve Ulusoy 2005, Stańczyk ve ark. 2005, Karihtala ve Soini 2007, Thring ve ark. 2011).
2.1.2. Fenolik bileşiklerin antioksidan özellikleri 2.1.2.1. Fenolik bileşikler
Bitkilerde yaygın olarak bulunan fenolik bileşikler, aromatik aminoasit metabolizması sırasında sentezlenen ikincil metabolitlerdir. Bitkilerin meyve, sebze, tohum, çiçek, yaprak, dal ve gövde gibi farklı kısımlarında bulunabilmektedir. Hemen her meyve ve sebzede bulunan fenolik bileşiklerin miktarları % 0,1-1,0 oranları arasında değişmektedir (Friedman ve Jürgens 2000, Escarpa ve Gonzalez 2001, Coşkun 2006).
Günümüzde binlerce fenolik bileşiğin yapısı tanımlanmıştır ve bunlara devamlı olarak yeni tanımlanan fenolikler eklenmektedir. Fitokimyasallar arasında ön plana çıkan bu bileşikler, bitkilerde önemli fizyolojik ve morfolojik öneme sahiptir. Bitkilerin renk, acılık, burukluk, tat, koku gibi duyusal özelliklerine katkıda bulunmanın yanı sıra patojenlere ve yırtıcı hayvanlara karşı koruma sağlamakta ve büyüme ile üremede de önemli bir rol oynamaktadırlar. Fenolik bileşikler, bitkilerin yapısında doğal olarak bulundukları gibi Maillard reaksiyonları gibi kimyasal reaksiyonlar sonucunda da oluşabilmektedir (Bravo 1998, Kraovičová ve Šimko 2000, Alasalvar ve ark. 2001, Naczk ve Shaididi 2004, Luthria 2008).
Yapısal olarak fenolik bileşikler bir ya da daha fazla hidroksil grup taşıyan bir aromatik halkaya sahiptir. Bu yapı, basit bir fenolik molekülden kompleks yüksek düzeyde polimerize olmuş bileşiklere kadar değişiklik gösterebilir (Bravo 1998). Yapılarında bir (-OH) grubu içeren fenoller (C6H5OH) en basit fenolik bileşiği oluşturmakta ve diğer tüm bileşikler fenolden türetilmektedir. Birden fazla (-OH) içeren fenolik bileşiklere
“polifenol” adı verilmektedir. Doğal fenolik bileşiklerin çoğu mono- ve polisakkaritler ile konjugatlar halinde bulunmakta olup, ester ve metil ester formları da gözlemlenebilmektedir (Harborne 1989, Shahidi ve Naczk 1995, Harborne ve ark.
1999).
Meyve ve sebzeler başta olmak üzere tahıl, kuru baklagil, baharat ve çay gibi bitkisel gıdalar askorbik asit, tokoferol, karotenoid, flavonoid, antosiyanin, kumarin, kateşin gibi farklı miktar ve nitelikte antioksidan etki gösteren biyoaktif bileşenleri içermektedir (Kaur ve Kapoor 2001, Tsao ve Deng 2004, Çolak ve Ulusoy 2005, Pellegrini ve ark.
2006). Bununla birlikte meyvelerin, sebzeler ve tahıllar ile karşılaştırıldığında çok daha yüksek antioksidan değere sahip olduğu bildirilmektedir (Halvorsen ve ark. 2006).
Fenolik bileşiklerin oksidatif zararlara karşı otoimmün sisteme destek olmalarının fenol halkasına bağlı hidroksil grubu sayısı ile bağlantılı olduğu bildirilmektedir. Bu aktiviteyi serbest radikal giderici, metal şelatlayıcı, peroksit parçalayıcı, singlet oksijen oluşumunu engelleyici ya da azaltıcı, enzim inhibitörü ve sinerjist etki mekanizmalarıyla göstermektedirler (Nichenametla ve ark. 2006, Meral ve ark. 2012).
Epidemiyolojik çalışmalar, meyve ve sebze tüketimi ile kardiyovasküler hastalıklar, bazı kanser türleri, bağışıklık sistemi problemleri, artrit, enflamasyon ve beyin disfonksiyonu gibi birçok rahatsızlık ve hastalıklar arasında pozitif bir ilişki olduğunu göstermiş ve bu hastalıkların önlenmesinde antioksidan içeriğinin önemli rolü olduğu bildirilmiştir (Leong ve Shui 2002, Knekt ve ark. 2002, Huxley ve Neil 2003, Hu 2003, Riboli ve Norat 2003, Ikram ve ark. 2009). Bu nedenle flavonoidler, karotenoid, polifenoller ve vitaminler gibi doğal antioksidan bileşikleri önemli miktarda içeren meyve ve meyve sularının düzenli tüketimi oksidatif stresi azaltarak birçok kronik hastalıkların önlenmesi ve tedavisinde önemli rol oynamaktadır (Prior ve ark. 2003, Heber 2004, Rangkadilok ve ark. 2007). Bu temel besin öğeleri ve doğal antioksidan maddeleri vücut tarafından sentezlenemediği için besin ve gıda takviyelerinden karşılanmaktadır (Al-Musharfi ve ark. 2015).
2.1.2.2. Fenolik bileşiklerin sınıflandırılması
Fenolik bileşikler içerdiği karbon atomu sayısına göre “basit fenolik maddeler” ve
“polifenoller” olmak üzere iki ana gruba ayrılmaktadır. Meyve ve sebzelerde yaygın olarak bulunan fenolik maddeler hidroksibenzoik asitler, hidroksisinamik asitler ve flavonoidler olmak üzere üç kısımda incelenmektedirler. Flavonoidler ise kateşinler, antosiyaninler, flavonoller, flavanonlar ve proantosiyanidinler (löykoantosiyanidinler) olmak üzere beş alt gruba ayrılmaktadır (Şekil 2.4; Vermerris ve Nicholson 2006, de Lourdes Reis Giada 2013). Bunlardan fenolik asitler, flavonoidler ve tanenler diyetle alınan temel fenolik bileşikler olarak kabul edilmektedir (King ve Young 1999).
Şekil 2.4. Fenolik bileşiklerin sınıflandırılması
Fenolik asitler, hidroksibenzoik ve hidroksisinnamik asitler olmak üzere iki alt gruptan oluşmaktadır. Gallik asit, p-hidroksibenzoik, protokateşik, vanilik ve siringik asit gibi hidroksibenzoik asitler ortak olarak (C6-C1) yapısına sahiptir. Diğer taraftan kafeik, ferülik, p-kumarik ve sinapik asit gibi hidroksisinnamik asitler üç karbonlu yan zincire (C6-C3) sahip aromatik bileşiklerdir (Çizelge 2.4, Bravo 1998, Saldamlı 2007).
Bağlanan
Çizelge 2.4. Hidroksisinamik asit ve hidroksibenzoik asit gruplarının kimyasal yapıları
grup ve
konumu Hidroksisinamik asit Hidroksibenzoik asit
2- OH o-Kumarik asit Salisilik asit
3- OH m-Hidroksibenzoik asit
4- OH p-Kumarik asit p-Hidroksibenzoik asit
2,3-di-OH Pirokateşik asit
2,4-di-OH Rezorsilik asit
2,5-di-OH Gentisik asit
3,4-di-OH Kafeik asit Protokateşik asit
3,5-di-OH α-Rezorsilik asit
3,4,5-tri-OH Gallik asit
3-OCH3, 4-OH Ferulik asit Vanilik asit
3-OH, 4-OCH3 İzoferulik asit İzovanilik asit
3,5-di-OCH3,4-OH Sinapik asit Siringik asit
Flavonoidler, 8000 doğal fenolik bileşiklerin yarısından daha fazlası ile bitki fenoliklerinin en büyük grubunu oluşturmaktadır (Harborne ve Williams 2000).
Flavonoidler; C6-C3-C6 konfigürasyonunda düzenlenmiş ve 15 karbon atomu içeren düşük molekül ağırlıklı bileşiklerdir. Temel yapısı bir heterosiklik halka (C) şeklinde 3 karbon köprüsü ile bağlanan iki aromatik halkadan (A ve B) oluşmaktadır (Şekil 2.5).
(A) aromatik halkası asetat/malonat yolu ile elde edilirken (B) halkası fenilalaninden şikimik asit yolu ile elde edilmektedir (Bohm 1998, Merken ve Beecher 2000). (C) halkasındaki bağlantı değişimine göre flavonoller, flavonlar, flavanonlar, flavanoller ya da kateşinler, izoflavonlar, flavanoller ve antosiyanidinler gibi flavonoid sınıfları oluşmaktadır (Hollman ve Katan 1999). Flavonlar ve flavonoller en yaygın bulunan ve yapısal olarak en çok farklılık gösteren flavonoid sınıflarıdır. (A) ve (B) halkasındaki oksijenasyon, alkilasyon, glikozilasyon, açillenme ve sülfatlanma gibi değişimlerde her bir sınıf içinde farklı flavonoidlerin oluşumuna neden olabilmektedir (Şekil 2.5).
Şekil 2.5. Flavonoidlerin temel yapısı (a) ve bazı bileşenleri (b)
Genel olarak, flavanonlar turunçgil meyvelerde, flavonlar baharatlarda, izoflavonoidler baklagillerde, antosiyanin ve kateşinler meyvelerde, flavonoller ise tüm meyve ve sebzelerde bulunmaktadır (Şekil 2.6).
Şekil 2.6. Flavonoidlerin kimyasal yapısı
Fenolik bileşiklerin üçüncü önemli grubunu oluşturan tanenler, yüksek yapılı bitkilerin kabuk, odun, meyve, meyve tohumu, yaprak, kök gibi çeşitli dokular ve bitki özlerinde bulunmaktadır. Molekül ağırlıkları 500-3000 dalton arasında değişmekte olup literatürde molekül ağırlığı 20000 dalton olan tanenler tanımlanmıştır (Hagerman 2002).
Çok sayıda hidroksil grubu ve fonksiyonel grup içermekte ve kimyasal yapıları oldukça değişkenlik göstermektedir. Bazı yüksek molekül ağırlıklı yapıları hariç suda çözünebilmekte ve protein ve diğer makro moleküller ile çapraz bağlar oluşturabilmektedir. Tanenler; proteinler, mineraller, nişasta ve sindirim enzimleriyle kompleks oluşturarak gıdaların besleyici değerinde azalmaya neden olmaktadır (Aydın ve Üstün 2007, Ergezer ve Çam 2008). Moleküler yapılarına göre hidrolize olabilen tanenler (elajitanenler) ve hidrolize olmayan tanenler (kondanse tanenler, proantosiyanidinler) olmak üzere iki gruba ayrılmaktadır (Şekil 2.7; Seeram ve ark.
2005a, Vermerris ve Nicholson 2006). Üçüncü bir alt grup ise yapısında floroglusinol içeren florotanenler olup kahverengi alglerin birkaç türünden izole edilmiştir, ancak bunlar genel olarak insan beslenmesi açısından önem arz etmemektedir (Ragan ve Glombitza 1986).
Şekil 2.7. Tanenlerin sınıflandırılması
Proantosiyanidin adıyla da bilinen kondense tanenler flavonoidlerin polihidroksiflavan- 3-ol monomerinden (kateşin ya da lökoantosiyanidin) oluşan polimerik bileşenlerdir (Şekil 2.8; Porter 1989, Hagerman 2002). Polimerizasyon sıcaklık ve asitliğin etkisiyle enzim katalizörlüğünde gerçekleşmektedir. Polimerizasyonun derecesine bağlı olarak proantosiyanidinlerin proteinleri çöktürme kabiliyeti de artmaktadır (Schofield ve ark.
2001, Hagerman 2002, Vermerris ve Nicholson 2006).
Şekil 2.8. Epikateşin ve kateşin ünitesinden oluşan proantosiyanidin B2
Hidrolize olabilen tanenlerin belirlenen ilk bitkisel polifenoller olduğu bildirilmektedir (Arapitsas 2012). Hidrolize olabilen tanenler gallik asit ya da hekzahidroksidifenik asit ile bir glikoz ya da poliol çekirdeğinin esterleşmesi ve oluşan komplekslerin ileri derecede esterleşerek veya oksidasyona uğrayarak çapraz bağlı formlar oluşturması sonucu meydana gelmektedir (Okuda ve ark. 1995, Hagerman 2002). Bu metabolitler kolaylıkla asit, baz ya da enzimler ile hidrolize edilebilmektedir. Gallotanenler ve elajitanenler bu grubun üyeleridir.
Gallotanenler çoklu hidroksil grupları içeren bir poliol çekirdeğine on-on iki gallik asit grubunun bağlanması ile oluşmaktadır. Bazı gallotanenler poliol çekirdeği olarak kateşin ve triterpenoid içerse de poliol olarak en yaygın bulunan bileşik D-glikozdur.
Pentagalloilglikoz (β-1,2,3,4,6-Pentagalloil-O-D-Glukopiranoz) bileşiği bir D- glikozunun alifatik hidroksil gruplarına bağlı esterleşmiş beş gallik asitten oluşmaktadır (Şekil 2.9). Yapısında pentagalloilglikoz içeren bir gallotanen olan tannik asit, hidrolize olabilen tanenler arasında en çok bilinendir (Vermerris ve Nicholson 2006).
Şekil 2.9. Tannik asidin kimyasal yapısı
Yüksek moleküler ağırlıklı elajitanenler yan ürünlerin hidrolizine bağlı olarak farklı biyolojik yollar ile elde edilen bitkisel fenoliklerdir. Elajitanenlerin asit, baz ya da mikrobiyel aktivite ile hidrolizi sonucunda ester bağları koparak daha stabil hekzahidroksididifenik asit (elajik asit) oluşmaktadır. Normal fizyolojik şartlar altında, oral olarak alınan elajitanenler bağırsak mikroflorası tarafından mikrobiyel hidroliz sonucunda elajik asit, ürolitinler gibi daha küçük bileşiklere parçalanmaktadır (Clifford ve Scalbert 2000).
Yapılan araştırmalar nar kabuğunda bulunan polifenoller arasında hidrolize olabilen tanenlerin, özellikle de elajitanenlerin, en yüksek antioksidan özelliğe sahip bileşenler olduğunu göstermektedir (Adams ve ark. 2010). Bu bileşiklerin (elajik asit, punikalajin, punikalin ve galajik asit) özellikle sinerjik etki ile yüksek antioksidan ve pleyiotropik biyolojik aktivite gösterdiği bildirilmiştir (Seeram ve Heber 2011). Bununla birlikte in vivo çalışmalar diyet ile alınan polifenollerin antioksidan özelliklerinin, ürolitinler gibi metabolize olan bileşiklerine bağlı olduğu düşünülmektedir (Johanningsmeier ve Harris 2010).
Punikalajin (2,3-hekzahidroksi-difenil-4,6-gallagilglikoz) suda çözünebilen, nar kabuğunda baskın olarak bulunan bir elajitanendir. Punikalajin A ve B olmak üzere iki anomeri bulunmaktadır (Şekil 2.10; Seeram ve ark. 2006a). Narın anti-aterosklerotik ve
antioksidan özellikleri punikalajin başta olmak üzere yüksek polifenol içeriği ile ilişkilendirilmektedir (Adams ve ark. 2006). Punikalajin ayrıca antibakteriyel, anti- enflamatuar, antikanserojen, hepatoprotektif ve antigenotoksik özellik gibi önemli biyolojik aktiviteler de göstermektedir (Chen ve ark. 2000, Seeram ve ark. 2005b, Lee ve ark. 2008, Aqil ve ark. 2012, Aloqbi ve ark. 2016).
Punikalajinin metal şelatlama aktivitesinin yapısında bulunan ve disosiye olabilen on altı adet hidroksil (-OH) grubundan kaynaklandığı bildirilmiştir (Lin ve ark. 1998, Lin ve ark. 2001, Kulkarni ve ark. 2004). Punikalajinin biyoyararlığına ilişkin fareler üzerinde yapılan çalışmalarda dışkı, idrar ve plazmada punikalajin ve izomerlerine rastlanmıştır (Cerda ve ark. 2003a). Punikalajinin toksisitesi üzerine yapılan bir çalışmada 37 gün süreyle farelerin yüksek dozda punikalajin ile beslenmesi sonucunda herhangi bir toksik etkinin oluşmadığı belirlenmiştir (Cerda ve ark. 2003b). Sağlık üzerine olumlu etkileri ve toksik olmayan yapısı punikalajinin çok fonksiyonlu katkı olarak kullanımını mümkün kılabilmektedir (Kulkarni ve ark. 2007).
Şekil 2.10. Punikalajin A ve B izomerleri 2.1.2.3. Yapı-aktive ilişkisi
Fenolik bileşiklerin antioksidan aktivitesi, serbest radikalleri bağlama, hidrojen atomu ya da elektron verme ya da metal şelatlama özelliklerinden kaynaklanmaktadır (Afanas’ev ve ark. 1989, Amarowicz ve ark. 2004). Fenolik bileşiklerin yapısı, onların radikal bağlama ve metal şelatlama aktivitesinin önemli bir belirleyicisidir. Bu durum
“yapı-aktivite ilişkisi (SAR/YAİ)” olarak adlandırılmaktadır. Örneğin fenolik asitlerde antioksidan aktivite, karboksil fonksiyonel grup üzerindeki hidroksil gruplarının sayısı ve pozisyonlarına bağlıdır (Rice-Evans ve ark. 1996, Robards ve ark. 1999). Karboksil grubu üzerinde orto- ya da para- pozisyonunda hidroksil (-OH) grubu bulunan monohidroksibenzoik asitler herhangi bir antioksidan aktivite göstermezken, meta pozisyonunda hidroksil grubu olan m-hidroksibenzoik asit antioksidan özelliğe sahiptir.
Yüksek antioksidan aktivite gösteren trihidroksigallik asitte olduğu gibi fenolik asitlerin antioksidan aktivitesi, hidroksilasyon (hidroksilleme) derecesine bağlı olarak artmaktadır. Bununla birlikte, sirinjik asitte olduğu gibi 3- ve 5- pozisyonlarında hidroksil gruplarının metoksi gruplarıyla yer değiştirmesi aktiviteyi azaltmaktadır (Rice- Evans ve ark. 1996).
Hidroksisinamik asitler, hidroksibenzoik asitlerden daha yüksek antioksidan aktivite göstermektedir (Andreasen ve ark. 2001a). Hidroksisinnamik asidin yüksek aktivitesi, hidroksibenzoik asitlerdeki -COOH grubuna göre, yüksek H- verme özelliği ve radikal stabilizasyonuna olanak veren CH=CH-COOH grubunun varlığı ile ilişkilendirilmektedir (Rice-Evans ve ark. 1996).
Flavonoidlerin yapı-aktivite ilişkisi, flavonoid moleküllerinin kompleks yapısı nedeniyle hidroksibenzoik ve hidroksisinnamik asitlerden daha karmaşıktır.
Flavonoidlerin antioksidan aktivitesini belirleyen (B) ve (C) halkaları üzerinde yer değiştirme durumları aşağıda verilmiştir:
(i) (B) halkasındaki -OH gruplarının pozisyonları ve hidroksilasyon derecesi, özellikle B halkası üzerindeki bir orto-dihidroksil yapı (kateşol grubu), daha yüksek aktivite göstermektedir. Bunun nedeni kateşol grubunun elektron bağlanmaması sonucu aroksil radikali daha yüksek stabilite kazanması ya da iz metaller için tercih edilen bağlanma noktası gibi davranmasıdır (van Acker ve ark. 1996, Pietta 2000).
(ii) Flavonoidlerin (B) halkasının -3’, -4’ ve -5’ pozisyonlarında hidroksil grubu bulunmasının (pirogallol grubu gibi), tek bir hidroksil grubu bulunmasına oranla daha yüksek antioksidan aktiviteye neden olduğu bildirilmiştir (van Acker ve ark. 1996). Ancak, bazı durumlarda, bu bileşikler prooksidanlar
gibi davranarak antioksidan aktiviteyi engelleyebilmektedir. Örneğin 3’, 4’- dihidroksifenilin 3’, 4’, 5’-trihidroksifenile dönüşmesiyle antosiyanidinlerin antioksidan aktivitesi artarken, kateşinlerin aktivitesi azalmaktadır (Seeram ve Nair 2002).
(iii) (B) halkasının hidroksil gruplarının metoksi grubuyla yer değiştirmesi flavonoidlerin radikal bağlama kapasitesini etkileyen redoks potansiyelini değiştirmektedir (Pietta 2000, Seeram ve Nair 2002).
(iv) (C) halkası üzerindeki 4-okso grubuna bağlanan C-2 ve C-3 arasında bir çift bağ, flavonoidlerin radikal bağlama kapasitesini arttırmaktadır (Pietta 2000).
(v) Benzer şekilde, (C) halkasındaki bir 3-OH ile bağlanan C-2 ve C-3 arasında bir çift bağ, kaempferolde olduğu gibi flavonoidlerin aktif radikal bağlama kapasitesini arttırmaktadır (van Acker ve ark. 1996). Ancak 3-OH’ın yer değiştirmesi ile dönme açısı (torsion angle) artmakta ve düzlemdeşlik (coplanarity) kaybı olmaktadır; bu durumda antioksidan aktivite azalmaktadır (Seeram ve Nair 2002).
2.1.2.4. Fenolik bileşiklerin biyoyararlanım ve metabolizması
Diyet kaynaklı fenolik bileşiklerin sağlık yararları, diğer fenoliklerle bağlanması, glikozilasyon/asilasyon derecesi ile moleküler boyut ve çözünürlüğünü içeren yapılarına bağlı olan absorpsiyon ve metabolizmaları ile ilişkilendirilmektedir (Bravo 1998, Parr ve Bolwell 2000). İlk zamanlar bağırsakta glikozidik bağlanma enzimlerinin olmaması sonucu sadece aglikonların bu duvarlardan geçebildiği düşünülmekteydi (Kuhnau 1976). Ancak, Hollman ve ark. (1995), sağlıklı ileostomi1 gönüllüleri üzerinde yaptıkları çalışmada insanlarda glikozitlerin de absorbe olduklarını gözlemlemişlerdir.
Hollman ve Katan (1999) kavrulmuş soğandaki (%52) kuersetin glikozidinin oral yolla alınan aglikondan (%24) daha hızlı absorbe olduğu; kuersetin glikozitlerinin biyoyararlılığının fenolik yapıda yer alan şeker içeriğine bağlı olduğu, örneğin glikozla birleşmenin biyoyararlılığı arttırdığını bildirmişlerdir. Fenolik bileşiklerin
1 İnce bağırsağın karın cildine ağızlaştırılması
biyoyararlılığı hücre duvarının yapısına, hücrelerde glikozitlerin konumuna ve gıda matriksindeki fenolik bileşiklerin bağlanmasına da bağlı olarak değişiklik göstermektedir (Hollman ve ark. 1997).
Fenolik bileşiklerin biyoyararlılığı üzerine yapılan çalışmaların çoğu en yaygın diyet flavonolü olan kuersetin ile ilgilidir. Ancak, diğer fenolik sınıflarının da absorpsiyon ve metabolizmalarının anlaşılması ile çalışmalar antosiyaninler, flavononlar, proantosiyanidinler, hidroksibenzoik ve hidroksisinamik asitler üzerinde yoğunlaşmıştır (Manach ve ark. 2005, Williamson ve Manach 2005).
Bazı fenolik glikozitlerin mide-bağırsak sisteminde absorbe edilme mekanizması henüz tam olarak açıklanamamıştır, ancak laktaz florizin hidrolaz (LPH), aktif şeker taşıyıcı (SGLT1) ile taşıyıcı kaynaklı transport prosesinin dâhil olduğu ve ilaca dirençli proteinlerin (MRP) olası rolünün olabileceği öne sürülmüştür (Hollman ve ark. 1997, Yang ve ark. 2001, Murota ve Terao 2003, Clifford 2004). Andreasen ve ark. (2001b) bağırsak esterazlarıyla tahıl kepeğinden serbest hale geçen diferulik asit esterlerinin gastrointestinal sistemden periferik dolaşıma geçebileceğini göstermiştir. Toplam alınan fenolik bileşiklerin yaklaşık %5-10’nun ince bağırsakta emildiği tahmin edilmektedir.
İnce bağırsaklarda emilmeyen fenolik bileşiklerin yanı sıra, karaciğerde absorbe ve metabolize edilenler ile safrada salgılananlar kolona girmektedir (Scalbert ve Williamson 2000, Yang ve ark. 2001). Kalın bağırsak mikroflorası tarafından salgılanan enzimler absorbe olmayan glikozitleri hidrolize etmekte, bunlara bağlı kısımların konjugatlarını serbest hale geçirmekte ve daha büyük olan fenolik bileşikleri fenolik asitler gibi basit moleküllere parçalamakta ya da oksijen içeren heterosiklik bir halkaya ayırmaktadır (Scalbert ve Williamson 2000, Hollman 2001).
Fenolik bileşikler, metillenme (kateşol-O-metil transferazla katalizlenen, COMT), sülfatlanma (sulfotransferazlarla katalizlenen, SULT) veya glukoronidasyon (UDP glukoronosil transferazla katalizlenen, UGT) reaksiyonlarına ya da ince bağırsak, karaciğer ya da böbrek içinde bu işlemlerin kombinasyonuna uğrayabilmektedir (Yang ve ark. 2001). Metabolizmanın nerede gerçekleşeceği doza bağlıdır; küçük miktarlarda bağırsak mukozasında metabolize edilirken karaciğer ikincil roldedir, ancak daha yüksek miktarlarda karaciğerde metabolize edilmektedirler (Scalbert ve Williamson
2000). Bu enzimatik biyotransformasyonlar ile genellikle hidroksil gruplarının birleşmesi gözlemlenmekte ve antioksidan aktivitenin azalmasına neden olan metabolitler oluşmaktadır (Hollman 2001, Manach ve ark. 2004).
Fenolik bileşiklerle ilgili olarak ifade edilen önemli bir nokta, özellikle direkt çökeltme ya da enzim aktivitesinin inhibisyonu sonucu proteinlerin sindirilebilirliğini azalttıkları için “antinutrient” olarak nitelenmeleridir (Ferguson 2001). Tanenler, diyet proteini, karbonhidratlar ve enzimler ile kompleks bir yapı oluşturmaktadır (Naczk ve ark. 1996, Naurato ve ark. 1999). Bunun yanı sıra, tanenlerin, demir ve bakır gibi minerallerin absorpsiyonunu azalttığı da bilinmektedir (Reddy ve Cook 1991, Samman ve ark.
2001). Ancak, fenolik bileşiklerin antioksidan aktivite gösterdiği mekanizmalardan biri olduğu için metallerin şelasyonu bazen faydalı olabilmektedir (Bravo 1998).
Fenolik bileşiklerin aşırı tüketimi konusunda sınırlı bilgi olduğu için henüz olumsuz etkilerinin neler olabileceği bilinmemektedir. Bazı fenolik bileşiklerin yüksek miktarda tüketilmeleri sonucu karsinojenite, genotoksisite, tiroid toksisitesi, ilaçlarla etkileşim ve östrojenik aktivite (izoflavon için) gözlenmesi bazı çalışmalarda vurgulanmıştır (Galati ve O´Brien 2004, Mennen ve ark. 2005, Ziberna ve ark. 2010, Kyselova 2011).
2.1.2.5. Tarımsal sanayi yan ürünlerinde bulunan fenolik bileşikler
Gıdaların endüstriyel olarak işlenmeleri sırasında oluşan yan ürünlerin biyoaktif bileşen içeriği, özellikle fenolikler, üzerinde yapılan çalışmalar dikkat çekmektedir (Schieber ve ark. 2001, Wijngaard ve ark. 2012, da Silva ve ark. 2014, de Ancos ve ark. 2015, Elhassaneen ve ark. 2016). Pirinç, buğday, yulaf ve badem kabukları gibi çeşitli tahıl yan ürünlerinin fenolik bileşikler açısından zengin olduğu bildirilmektedir (Wang ve ark. 2008, Butsat ve Siriamornpun 2010a, Tsantili ve ark. 2011, Singh ve ark. 2012, Esa ve ark. 2013, Bujdosó ve ark. 2014). Butsat ve Siriamornpun (2010b) tarafından, on iki farklı Tayland pirinç çeşidinin kabuk kısımlarında fenolik asit varlığı incelenmiş ve ferulik asit, p-kumarik asit ile vanilik asit majör fenolik asitler olarak belirlenmiştir.
Bryngelsson ve ark. (2002) İsveç yulafının (Avena sativa L.) kabuk kısmında toplam sinnamik asit içeriğinin (23,6 mg/kg kurumadde) kabuksuz tanelerden (3,6 mg/kg kurumadde) daha yüksek olduğunu saptamıştır. Zhou ve ark. (2009) Colorado’da yetişen buğday çeşitlerinin kabuklarından alkali hidrolizi ve aseton ile ekstrakte ettikleri
örneklerde yüksek miktarda ferulik, sirinjik, p-kumarik, p-hidroksibenzoik ve vanilik asitleri belirlemişlerdir. Araştırmacılar fenolik asit kompozisyonu üzerinde buğday çeşidinin yanı sıra yetişme koşullarının da etkili olduğunu vurgulamışlardır. 34 mg tannik asit eşdeğeri (TAE) fenolik/g kuru ağırlık içeren antepfıstığı kabuğu ile etil gallat, pirogallol, p-hidroksibenzoik, vanilik, gallik ve prokateşuik asitlerce zengin ceviz kabukları da doğal antioksidanların diğer önemli kaynaklarıdır (Goli ve ark. 2005, Zhang ve ark. 2009).
Narenciye ürünlerinin işlenmesinde, toplam meyve ağırlığının %50’sini oluşturan kabuk ve çekirdek atıkları, fazla miktarda oluşmaktadır. Narenciye sanayi yan ürünleri fenolik bileşikler açısından önemli bir kaynak olarak düşünülebilmektedir. Bunun temel nedeni kabuk kısmındaki toplam fenolik madde miktarının yenilebilir kısımlara göre daha yüksek olmasıdır (Bocco ve ark. 1998, Ramful ve ark. 2010, Al-Juhaimi 2014).
Gorinstein ve ark. (2001) limon, portakal ve greyfurt kabuğundaki toplam fenolik içeriğin, yenilebilir kısmından %15 daha yüksek olduğunu bulmuşlardır. Xu ve ark.
(2008) Çin’de yaygın olarak yetiştirilen Satsuma mandalini ile Ponkan meyvelerinin kabuklarında kafeik, p-kumarik, sinapik ve ferulik gibi hidroksisinamik asitler ile protokateşuik, p-hidroksibenzoik ve vanilik gibi hidroksibenzoik asitleri belirlemişlerdir. Al-Juhaimi (2014) ise yaptığı bir çalışmada Orlando portakalı, Kinnow mandalinası ve Euroka limonu pulplarının toplam fenolik madde içeriğinin 98,38 ile 123,02 mg GAE/100 g, 2,2-Difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH) radikalini süpürme aktivitesinin ise %59,60 ile 69,31 arasında değiştiğini bildirmiştir. Bununla birlikte kabukların toplam fenolik madde içeriği sırasıyla 178,90, 169,54 ve 61,22 mg GAE/100 g; DPPH radikalini süpürme aktivitesi ise sırasıyla %67,58, 68,57 ve 46,98 olarak saptanmıştır. Bu sonuçlara göre narenciye yan ürünleri antioksidan özellikteki biyoaktif bileşikler bakımından zengin bir kaynaktır.
Üzüm suyu ve beyaz şarap üretiminin yan ürünleri olan üzüm çekirdeği ve kabuğunda bulunan baskın fenolik bileşenler (+)-kateşin, (-)-epikateşin, (-)-epikateşin-3-gallat gibi monomerik fenolik bileşikler ve mono-, oligo- ve polimerik proantosiyanidinlerdir (Shrikhande 2000, Torres ve Bobet 2001). Üzüm çekirdeğinin 2,86 g/L (8,58 g/100 g kurumadde) ve üzüm kabuğunun 1,11 g/L (3,33 g/100 g kurumadde) toplam fenolik içeriğe sahip olduğu; çekirdek, kabuk ve BHT (bütillenmiş hidroksi tolüen)’nin (160
ppm) antioksidan aktiviteleri ise sırasıyla %89,97, 86,33 ve 87,14 olarak belirlenmiştir (Negro ve ark. 2003). Bununla birlikte üzüm çekirdeğinin, kabuğuna kıyasla çok daha fazla fenolik içeriğe sahip olduğu, dolayısıyla daha yüksek antioksidan aktivite gösterdiği bildirilmiştir (Terra ve ark. 2009).
Soong ve Barlow (2004) mango, longan, avokado ve jackfruit (Artocarpus heterophyllus) gibi çeşitli meyvelerin çekirdeklerinde toplam fenolik içeriğinin, et kısmından daha yüksek olduğunu bildirmişlerdir. Diğer birçok meyve kabuğunun fenolik madde miktarının etli kısmından daha yüksek olduğu gözlenmiştir. Örneğin, elma, şeftali ve armut kabuğunun toplam fenolik içeriği soyulmuş meyvelerin iki katı olarak bulunmuştur (Gorinstein ve ark. 2002). Benzer şekilde, sarı-beyaz renkli nektarin kabuklarının etli kısmından en az iki kat daha fazla fenolik bileşen içerdikleri saptanmıştır (Gil ve ark. 2002). Chang ve ark. (2000) sekiz farklı Clingstone şeftali örneğinde yaptıkları çalışmada kabuğun, etli kısmından iki-iki buçuk kat daha fazla miktarda toplam fenolik madde içerdiğini belirlemişlerdir. Muz ezmesi (Musa cavendish) 232 mg/100 g kuru ağırlık fenolik bileşen içermekte olup bu miktar kabuktakinin yaklaşık %25'i kadardır (Someya ve ark. 2002). Benzer şekilde, Li ve ark.
(2006), nar kabuklarının 249,4 mg/g fenolik madde içerirken, pulpun sadece 24,4 mg/g fenolik madde içerdiğini bildirmişlerdir. Elma kabuğu ise 3 300 mg/100 g kuru ağırlık fenolik bileşen içeriğine sahipken, elma posasından geri kazanılan liyofilizat yaklaşık 118 mg/g fenolik madde içermektedir (Schieber ve ark. 2003, Wolfe ve Liu 2003, Balasundram ve ark. 2006).
Domates çekirdek ve kabuklarının pulp ile kıyaslandığında fenolik bileşiklerce daha zengin olduğu tespit edilmiştir. George ve ark. (2004) on iki adet domates genotipini inceledikleri bir çalışmada pulp kısmının serbest fenolik madde içeriğinin 9,2 ile 27,0 mg kateşin eşdeğeri (KE)/100 g taze meyve ağırlığı arasında, buna karşılık kabuktaki miktarın ise 10,4 ile 40,0 mg kateşin/100 g taze meyve ağırlığı arasında değiştiğini saptamışlardır. Bu içeriklerin her bir genotip için kabuk kısmında pulp kısmından daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Benzer bir sonuç Toor ve Savage (2005) tarafından da bildirilmiştir. Araştırmacılar domates kabuğu ve çekirdeğinin toplam fenolik içeriğinin 29,1 ve 22,0 mg GAE/100 g olduğunu, bununla birlikte bu oranın pulpta 12,7 mg GAE/100 g olduğunu belirlemiştir.
Zeytin sektörü yan ürünleri fenolik bileşiklerin önemli bir kaynağı olarak oldukça ilgi çekmektedir. Özellikle zeytinyağı işleme atıkları üzerine çalışmalar yoğunlaşmaktadır.
Zeytin meyvesinde bulunan fenolik bileşikler zeytinyağı, karasu ya da prina içinde dağılmakta ve karasuda bu oran %1-2 düzeyine ulaşmaktadır. Yıllık zeytinyağı üretiminin 7 milyon tonu aştığı dikkate alındığında zeytinyağı işleme atıkları, fenolik maddeler için önemli bir kaynaktır. Zeytinyağı fabrikası atık suyunun (ZFAS) fenolik içeriğinin zeytin çeşidi ve işleme koşullarına bağlı olarak %1,0 ile %1,8 arasında değiştiği ve en önemli bileşenlerin hidroksitirosol, tirosol, oleuropein ile çeşitli hidroksisinnamik asitler olduğu bildirilmiştir (Obied ve ark. 2005). Ayrıca zeytin sanayinin bir yan ürünü olan zeytin yapraklarının da zengin bir fenolik kaynağı olarak değerlendirilebileceği düşünülmektedir. Benavente-Garcia ve ark. (2000) zeytin yapraklarında başlıca fenolik bileşiğin oleuropein olduğunu ve bununla birlikte hidroksitirosol, luteolin-7-glukosit, apigenin-7-glukosit ve verbaskozit içerdiklerini belirlemişlerdir.
Belirli biyoprosesler ile fenolik bileşiklerin tarımsal sanayi atıklarından geri kazanımı artırılabilmektedir. Correia ve ark. (2004), atık ananas (kalan pulp, kabuk ve cilt) ve soya fasulyesi unu karışımından fenolik bileşiklerin geri kazanımı için Rhizopus oligosporus’un kullanımı üzerinde çalışmalar yapmışlardır. Ananas:soya fasulyesi unu karışımının (1:1, w/w) R. oligosporus ile on iki günlük inkübasyonu sonucu toplam fenolik madde içeriğinin iki kat arttığını ve ısıl işlemin fenolik bileşiklerin geri kazanımı teşvik edici olduğunu bildirmişlerdir. Garrote ve ark. (2003) tarafından mısır koçanlarının otohidrolizi için artan reaksiyon sıcaklığı ile daha yüksek fenolik madde verimine ulaşılabildiği belirlenmiştir. Jeong ve ark. (2004) ise 40 dakika boyunca 150°C'de uygulanan ısıl işlemin narenciye kabuklarında bağlı olarak bulunan fenolik maddelerin serbest duruma geçmesine ve toplam fenolik madde içeriğinin 71,8’den 171,0 µM'ye artmasına neden olduğunu tespit etmişlerdir.
2.2. Narın Tanımı, Tarihçesi ve Pomolojik Özellikleri
Lythraceae familyasının Punica cinsine ait çok yıllık bir bitki olan nar (Punica granatum L.) yaşam, sağlık, uzun ömür, doğurganlık, bilgi, ahlak, ölümsüzlük, bolluk ve şansın sembolü olarak nitelenmektedir (Ashton 2006). Bilinen en eski meyve türleri arasında yer alan narın kültüre alınması MÖ 3 000 yılına kadar dayanmaktadır. Antik
